1引言

　　基坑開(kāi)挖卸載必然引起下方已有建筑物的位移，對下方建筑物的使用功能和安全性產(chǎn)生影響甚至造成嚴重危害�？刂粕戏叫逗蓪ο路揭延薪ㄖ�物的影響以及合理選擇控制地下建筑物位移的工藝，保證下方建筑物的正常使用，成為工程界急需解決的一個(gè)難題。

　　上海東方路下立交工程基坑開(kāi)挖位于已運營(yíng)的地鐵隧道二號線(xiàn)之上。在地鐵隧道上方開(kāi)挖寬達18m、深6.5m的深基坑工程，基坑坑底距隧道頂部的最近距離只有2.8m。常規的大面積開(kāi)挖不能滿(mǎn)足地鐵隧道的容許變形要求，故采用考慮時(shí)空效應的施工方法進(jìn)行開(kāi)挖�；�坑開(kāi)挖必然引起下方建筑物的位移，下方建構筑物位移量的大小與許多因素有關(guān)，如：基坑卸荷量（開(kāi)挖深度）、卸荷模量、開(kāi)挖方式（時(shí)空效應）等等。然而，下方建筑物所允許的位移量是非常小的。我們從施工工藝上分析開(kāi)挖卸載對下臥隧道的影響，并提出控制措施，取得了成功。

　　2工程概況

　　東方路下立交工程位于上海東方路、世紀大道和張楊路交叉口（見(jiàn)圖1）。下立交工程下方有已建及規劃建設的3條軌道交通線(xiàn)穿過(guò)，自北向南依次為明珠線(xiàn)二期、地鐵二號線(xiàn)及規劃地鐵R4線(xiàn)區間隧道（見(jiàn)圖2）。工程范圍全長(cháng)600m.其中N1、N2分段位于正在運營(yíng)中的地鐵二號線(xiàn)上方，施工過(guò)程中必須對地鐵線(xiàn)進(jìn)行保護。運營(yíng)地鐵二號線(xiàn)隧道距地道底板最近處為2.8m，隧道大多位于④灰色淤泥質(zhì)黏土中。工程地質(zhì)特性見(jiàn)表1。

表1   工程地質(zhì)條件

　　3減小隧道位移的施工控制措施

　　3.1加固地基

　　為了確保下立交工程的施工安全，也確保運行中地鐵二號線(xiàn)的安全，本基坑工程采用了水泥攪拌樁加固、三重管高壓旋噴樁加固和雙液注漿加固。通過(guò)加固軟弱地基，提高土體強度，防止土體液化，從而增加基坑的抗浮性能，提高基坑的穩定，減小坑底的回彈及下方隧道的隆起變形。

　�、�-1層為灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，飽和，含水量50%，土質(zhì)不均，③-2、③-3層為粉土和粉質(zhì)黏土，土層也飽和，該三層土層正好在下立交底板的位置。在施工期間，如果這三層土受到擾動(dòng)或遇到水，極容易液化，進(jìn)而引起基坑塌方，造成事故。我們對這三層土也進(jìn)行加固，注入了大量水泥漿，提高了土層的土體強度和密度以及回彈模量。

　　3.2施作攪拌樁

　　在隧道上方攪拌樁施工時(shí)，攪拌樁施工的卸荷量也受攪拌樁的水灰比和注漿量的影響，通過(guò)調整注漿量和控制水灰比可以調整卸荷量。并且根據攪拌樁的擠土效應的力學(xué)模型，深層攪拌樁的擠土效應與貫入的“泥漿樁”的等效半徑和樁長(cháng)有關(guān)，控制注漿量和控制水灰比可以調整“泥漿樁”的等效半徑，從而控制攪拌樁的擠土效應。

　　下行線(xiàn)隧道兩側分別連續施作了2根、6根、21根深層攪拌樁，其隧道隆起增量值見(jiàn)圖3。隧道隆起增量值隨著(zhù)連續成樁數量的增加呈現增加的趨勢，但并不是線(xiàn)性增加，而是逐漸地減緩。從圖3可以看出，減少每次連續成樁數量，待打樁產(chǎn)生的孔隙水壓力部分消散后繼續進(jìn)行深層攪拌樁施工是控制隧道隆起值的有效途徑。

　　進(jìn)行大面積深層攪拌樁加固時(shí)，在不同打樁條件下，上下行線(xiàn)底隆起值比較見(jiàn)圖4。下、上行線(xiàn)隧道實(shí)測值分別是在N1區、N2區（如圖2）深層攪拌樁施工過(guò)程中，下（上）行線(xiàn)隧道的實(shí)測隆起值。上下行線(xiàn)隧道隆起實(shí)測值相差如此大（其相對隧道位置、樁長(cháng)、等效樁數相同）的主要原因是下行線(xiàn)隧道邊加固采取了下列措施。

　�。�1）充分利用遮攔效應

　　由于在下行線(xiàn)隧道外側已經(jīng)打了一排遮攔樁，遮攔樁施工完畢到靠近遮攔樁的深層攪拌樁施工已有20d左右的時(shí)間，遮攔結構達到了比較高的強度，水泥土和型鋼形成一個(gè)整體，能承受一定的水平荷載；而上行線(xiàn)隧道外側的遮攔樁施工完畢到靠近遮攔樁的深層攪拌樁施工只有3d，水泥土還遠沒(méi)有達到強度，其遮攔效果不好。

　�。�2）控制連續成樁數量

　　N1區的深層攪拌樁每天施工7～14根，共施工了11d，而N2區相同樁數的深層攪拌樁只施工了3d，幾乎是連續施工。由于隧道的變形主要是由深層攪拌樁施工產(chǎn)生的孔隙水壓力引起，N1區攪拌樁的施工速度很慢，先前打樁產(chǎn)生的部分孔隙水壓力已經(jīng)消散，因而隧道的隆起值較N2區施工時(shí)的小得多。N2區的深層攪拌樁幾乎是連續成樁，其產(chǎn)生的超孔隙水壓力來(lái)不及消散，隧道隆起較大。

　�。�3）隧道上方加固

　　在地鐵隧道兩側進(jìn)行抗拔樁施工前，先在隧道上半圓環(huán)圈采用雙液注漿加固，雙液注漿厚度1m.雙液分別為A液和B液，A液為水∶水泥∶膨潤土∶外摻劑=0.7∶1.0∶0.03∶0.03，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥；B液為水玻璃；A液∶B液=1∶1。

　　地基加固的作用：首先，增大土體的C、φ值，增大土體的彈性模量，使得基床系數k增大，進(jìn)而使得隧道縱向彈性特征值增大，從而隧道的變形減��；其次，加固體形成的整體性很好的空間厚板體系，在打樁產(chǎn)生擠土作用時(shí)，增大土體對隧道的約束，從而可以有效地限制隧道的隆起。

　　合理安排打樁順序，先在地鐵隧道上方進(jìn)行地基加固，然后打靠近隧道的深層攪拌樁（內插型鋼）作為遮攔結構，利用先打樁自身的遮攔作用，可以減小隧道的隆起值。

　　在N1區施工之前，在隧道上半圓環(huán)圈采用雙液注漿加固，加固已有25d左右的時(shí)間，而在N2區深層攪拌樁施工前，下行線(xiàn)隧道上方?jīng)]有進(jìn)行加固。隧道上方加固提高土體的強度，增大了土體對隧道的約束，從而可以有效地限制隧道的隆起。

　　從圖4中可以明顯看出，采取上述打樁措施具有很好的效果，可以減小攪拌樁施工引起隧道的變形。

　　3.3基坑土體分層、分條開(kāi)挖

　　基坑開(kāi)挖前對施工范圍內土體（包括坑內土體、坑底土體及隧道周邊土體）進(jìn)行加固，使土體具備自立性，以利土體開(kāi)挖。待坑內土體、坑底土體及隧道周邊土體、卸載抗拔樁達到設計強度（底板以上土體強度達到1.0MPa，底板以下土體強度達到1.2MPa）后才進(jìn)行開(kāi)挖。N1、N2兩個(gè)基坑均長(cháng)約26m，寬18.1m，與地鐵二號線(xiàn)近于垂直，出于保護地鐵線(xiàn)，不能按照常規方法進(jìn)行土方開(kāi)挖，必須考慮分層、分小段、分條開(kāi)挖。

　�。�1）分層開(kāi)挖

　　基坑深達6.5m，不應一次開(kāi)挖到底，一次大面積卸荷會(huì )使得地鐵隧道的回彈量過(guò)大，超過(guò)地鐵保護的要求限制。對于N1段，因為加固的時(shí)間相對較短，坑內土體的強度相對較小，故分4層開(kāi)挖，上面的3層（D1、D2、D3）采用整體挖除（圖5），下面的一層分條開(kāi)挖。破土削掉0.5m土層D1，監測數據在控制范圍以?xún)仍偻贒2層，D2層厚1m，地鐵隧道回彈量為0.75mm，而后挖D3，D3層厚2m，地鐵隧道回彈量為1.98mm，很明顯，大面積卸荷時(shí)，卸荷量對地鐵隧道的影響非常的大。N2段一方面由于土體加固的時(shí)間相對較長(cháng)，坑內土體的強度也就相對較大，另一方面受實(shí)際的施工條件和工期的限制，決定分三層開(kāi)挖（圖6），一二兩層為一次性挖除，第三層分條開(kāi)挖，相應調整了每層開(kāi)挖土體的厚度，監測結果顯示地鐵隧道的回彈量完全在控制的范圍內。

　�。�2）分條開(kāi)挖

　　以前楊高路下立交開(kāi)挖基坑的分條方式為土條的中線(xiàn)與地鐵隧道基本平行，開(kāi)挖時(shí)地鐵隧道的回彈較大。本工程施工中，為減小各條土體開(kāi)挖對地鐵隧道的影響，基坑土條與隧道成斜交，如圖7所示，基本垂直。這種分條方式相當于土條中只有一部分土體開(kāi)挖會(huì )對隧道回彈產(chǎn)生較大的影響，同楊高路下立交相比，相當于減小了地鐵隧道上部的卸荷量，從而使得隧道的回彈量小些。

　�。�3）加設支撐

　　為了減少基坑暴露時(shí)間，按照設計要求，土方開(kāi)挖分段、分層、分小段，并限時(shí)完成每小段的開(kāi)挖、開(kāi)挖后加支撐1～2道，縱向間距4m.

　　3.4監測及信息化施工

　　隧道上方的基坑開(kāi)挖是高風(fēng)險性工程，下立交通道底離運營(yíng)地鐵隧道頂最近只有2.8m，運營(yíng)地鐵隧道的變形控制要求極高，因此跟蹤監測十分重要。東方路下立交工程中采用了自動(dòng)監測系統，進(jìn)行信息化施工技術(shù)。

　　地基加固和基坑開(kāi)挖期間，根據大量的監測數據，利用理論和數值反分析工具預測預報下一步施工引起隧道位移，隨時(shí)掌握隧道位移情況，及時(shí)預報施工中出現的問(wèn)題，信息化指導施工。

　　4控制效果

　　在東方路下立交工程的施工過(guò)程中，緊密結合工程，提出基坑施工對下方運營(yíng)地鐵隧道變形的控制方法，解決了隧道上方近距離基坑開(kāi)挖的施工這一國內外罕見(jiàn)的技術(shù)難題，成功地將運營(yíng)地鐵隧道的位移控制在20mm之內。運營(yíng)地鐵隧道下行線(xiàn)最終隆起12.25mm，上行線(xiàn)最終隆起11.79mm，確保了地鐵的運營(yíng)安全。